矿井地质保障技术是煤炭资源安全高效开采的前提。随着煤炭资源开采不断向深部进行，矿井水害对于煤炭安全开采的威胁愈发明显[1]。注浆帷幕截流技术作为地质保障技术中的一种，经常被运用到矿井水害治理工程中，其中帷幕注浆工程中浆液的运移规律及注浆效果分析是现阶段研究的热点和难点问题[2-4]。

目前，诸多科研工作者对浆液运移规律进行了大量的研究工作，并取得了丰硕的研究成果。注浆理论是浆液运移规律研究的基础，可为注浆工程的设计与实施提供指导。现有注浆理论的研究主要包括孔隙岩体注浆理论、裂隙岩体注浆理论、劈裂注浆理论、压密注浆理论和动水注浆理论等[5-9]。模拟试验与数值模拟是研究浆液运移规律的有效手段，其中单一裂隙模拟试验是浆液扩散规律研究的基础，部分学者通过单一裂隙试验装置模拟得到了浆液在静水条件和动水条件下的流动规律，提出了浆液在单一裂隙中的流动方程[10-12]。三维注浆试验装置的研制进一步推动了浆液运移规律的研究，李术才[13-15]、刘人太[16]等研制了准三维裂隙动水注浆试验系统，研究了动水条件下浆液扩散规律，提出了裂隙岩体涌突水的注浆封堵方法。冯志强等[17]采用三维恒压渗透注浆模拟试验装置，研究了煤岩体的注浆封堵机理。注浆效果的评价是注浆工程中不可或缺的步骤，刘鹏飞等[18]采用帷幕注浆加固技术对隧道中黄土地层进行治理，并通过地质雷达法及数值模拟等方法对注浆效果进行了评价，研究得出注浆能够有效阻断地下水的涌渗，有效控制了隧道穿越高含水率黄土地层引发掘进工作面涌水涌泥等灾害。张民庆等[19]将注浆效果评价方法进行了系统的分类，提出了各种注浆技术的检查方法和标准，为类似工程的注浆施工提供了借鉴。此外，诸多学者采用数值模拟软件研究了水泥浆液在平面裂隙中的扩散规律，得到了浆液的扩散半径、注浆压力等参数[20-21];李海燕等[22]利用有限元方法系统研究了采煤工作面断层滞后突水特征，得出了断层滞后型突水渗流转化机制。

上述研究主要集中于实验室注浆模拟或隧道注浆工程，现阶段矿井水害治理注浆工程中大都是在灰岩或砂岩含水层进行注浆改造，关于砾岩含水层帷幕注浆浆液运移规律的研究鲜见报道。笔者针对帷幕墙建造过程中存在的问题，研究砾岩含水层中帷幕浆液运移规律及注浆效果，旨在为帷幕注浆工程设计与实施提供参数指导。

1工程背景

朱仙庄煤矿位于安徽省淮北矿区，该井田北侧分布一层主要由灰岩砾石、角砾组成的侏罗系底部地层(俗称“五含”)。勘探表明，“五含”富水性强，导水性能好，静储量大，其与下伏含煤地层、太灰及奥灰含水层均为角度不整合接触关系;与上覆新生界第四层含水层(简称“四含”)在局部条带呈角度不整合直接接触关系，其余区段与“四含”之间存在一层砂岩相对隔水层。“五含”与上覆、下伏含水层，尤其是“四含”、奥灰含水层存在明显的水力联系，奥灰水可直接向“五含”或通过“四含”向“五含”补给，动储量大。“五含”直接压覆于含煤地层，采掘生产过程中，受人为扰动影响，“五含”水和参与补给的太、奥灰水可通过导水通道进入矿井造成水害，各含水层水力联系，如图1所示。2015-01-30，朱仙庄矿“五含”压覆下的866-1工作面发生突水水害，造成重大损失，水源为顶板“五含”水，突水牵动太灰含水层、奥灰含水层水位下降[23]。因此，“五含”水害已严重威胁下伏8号煤层的安全开采，如何有效治理砾岩含水层水害已成为矿井安全生产的主要任务。朱仙庄煤矿针对8号煤层水害防治问题，采用注浆改造技术建造地下“五含”帷幕截流墙体，设计帷幕墙可常年承受4 MPa的水压[24]，以截断“五含”水和参与补给的太、奥灰水进入矿井造成水害，帷幕墙展布如图2所示。

浆液在砾岩含水层中运移规律的研究是建造帷幕墙的基础，注浆效果决定着帷幕墙阻隔地下水的能力。因此，砾岩含水层中浆液的运移规律及帷幕墙注浆效果的研究对于帷幕墙的建造具有重要意义。

图1 含水层水力联系
Fig.1 Hydraulic connection of aquife

图2 帷幕墙展布示意
Fig.2 Drawing of curtain wall layout

2孔裂隙分布特征及物理力学性质

2.1孔裂隙分布特征

注浆过程中，岩体中孔裂隙分布特征是影响浆液运移的因素之一。研究注浆层位砾岩岩体孔裂隙的分布特征是分析浆液运移规律的基础。

CT扫描技术能够有效检测岩体内部的结构信息和缺陷信息，能够对岩体内部的孔裂隙进行识别，实现对岩体内部结构的高分辨表征。文中对注浆地层砾岩岩芯进行扫描，并对扫描结果进行处理，得到角砾岩在XY方向、XZ方向和YZ方向的切片图。并分别从切片图中选取1张进行标记展示，切片中标出了部分孔隙、裂隙，如图3所示。

图3 砾岩CT扫描切片
Fig.3 CT scan slice of conglomerate

通过对切片图中孔隙、裂隙等物质所表现出的灰度值进行统计分析，获得每张切片图孔裂隙分布特征，最终获得砾岩整体孔裂隙分布特征。砾岩内部孔裂隙分布特征统计表明，砾岩岩体内部孔隙、裂隙同时存在，孔隙在岩体内部分布基本均匀，裂隙分布不均匀，且砾岩孔隙占孔裂隙总体积的69%，裂隙占孔裂隙总体积的31%。因此可以看出，砾岩内部主要以孔隙结构为主、裂隙结构为辅。所得砾岩内部孔裂隙分布特征可为后文中数值模型的选取与建立提供依据。

2.2物理力学性质

研究注浆层位砾岩物理力学性质对于掌握帷幕浆液的运移规律具有重要意义，同时可为数值模拟提供计算参数。通过钻孔取芯得到注浆前砾岩岩样，取样位置为现场注浆工程中设置的检查孔。将砾岩岩样在实验室制作φ50 mm×100 mm的标准实验岩样，进行室内岩石物理力学实验测试，获取注浆层位砾岩岩样注浆前的物理力学参数，制作完成的砾岩岩样如图4所示。选取其中结构相似的3块岩样通过室内实验测试得到其单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、密度、孔隙率等参数，取各参数的平均值见表1。部分砾岩岩样单轴压缩后的破裂形态，如图5所示。

图4 砾岩岩样
Fig.4 Conglomerate rock sample

表1 砾岩岩样物理力学参数
Table 1 Physical and mechanical parameters of conglomerate samples

岩样抗压强度/MPa干燥饱和弹性模量/GPa干燥饱和泊松比干燥饱和密度/(kg·m-3)孔隙率/%砾岩51.731.19.355.630.230.242 66018.5

图5 部分岩样单轴压缩
Fig.5 Uniaxial compression of some rock samples

表1中得到的砾岩岩样物理力学参数，能够为后文浆液运移数值模拟的计算参数选取提供数据。

3浆液运移数值模拟

数值模拟技术具有灵活性和直观性，能够连续的展示浆液的运移过程，可用于揭示浆液在砾岩孔裂隙中的流动规律。

现场帷幕注浆工程中的注浆材料大都采用水泥浆液，一般采用水灰比1∶1的水泥浆液。文中数值模拟中选用水灰比1∶1的浆液进行浆液运移规律的研究。通过室内实验测试得到水灰比1∶1的浆液的物理性能，其中浆液黏度为0.097 2 Pa·s，密度为1 460 kg/m3，结实率为75.9%。

3.1浆液运移控制方程

帷幕注浆实质上是浆液将砾岩孔裂隙中的地下水驱替的过程，浆液在砾岩孔裂隙中流动属于两相流的范畴。由浆液、地下水的连续性方程与运动方程[25]，可得浆液与地下水两相流的控制方程为

(1)

ρ=swρw+ssρs

(2)

(3)

(4)

s=sw+ss=1

(5)

式中,φ为注浆岩体的孔隙率;ρ为浆液和地下水混合密度；ρs,ρw分别为浆液和地下水的密度;ss,sw为浆液和地下水的体积分数;s为浆液和地下水的总体积分数，浆液和地下水完全充满整个孔裂隙中，因此其和为1;ksr,kwr分别为浆液和地下水的相对渗透率，依赖于体积分数的函数;ks,kw为浆液和地下水的有效渗透率或相渗透率;k为介质的绝对渗透率;μ为浆液和地下水混合动力黏度；μs,μw分别为浆液和地下水的动力黏度。其中浆液的密度和动力黏度值均由浆液性能测试试验得到。

裂隙渗流方程为

(6)

式中,df为裂隙宽度。

3.2数值模型及参数选取

根据CT扫描结果中的砾岩孔裂隙分布特征可知，砾岩内部主要以孔隙结构为主、裂隙结构为辅。因此，可将注浆层位的岩体简化为孔隙介质与孔隙-单裂隙介质两种，文中采用COMSOL Multiphysics 数值软件分别建立孔隙介质模型与孔隙-单裂隙介质模型，研究2种不同介质模型的浆液运移规律。

(1)孔隙介质模型。

根据前述的分析，将注浆层位砾岩含水层视为孔隙介质，建立30 m×30 m的孔隙介质数值模型，布置1个注浆孔，注浆孔孔口设置为定压力边界，注浆孔直径为152 mm。模型上下边界为无流动边界，左右边界为定水头边界。数值模型网格剖分及边界条件如图6所示。

图6 孔隙介质数值计算模型
Fig.6 Numerical calculation model of porous media

(2)孔隙-单裂隙介质模型。

根据砾岩岩样孔裂隙分布特征，将注浆层位砾岩含水层视为孔隙-单裂隙介质，建立40 m×30 m的孔隙-单裂隙介质数值模型，布置1个注浆孔和一条单裂隙。实际注浆工程中钻孔经常揭露裂隙，注浆孔常处于裂隙的交汇处，因此文中在概化的数值模型中将单裂隙选择在注浆孔交汇处。单裂隙长度为20 m，裂隙开度为5 mm，注浆孔孔口设置为定压力边界，注浆孔直径为152 mm。模型上下边界为无流动边界，左右边界为定水头边界。数值模型网格剖分及边界条件如图7所示。

图7 孔隙-单裂隙介质数值计算模型
Fig.7 Numerical calculation model of porous single fracture medium

(3)计算参数及工况。

根据现场资料可得注浆层位含水层特征水文参数q=0.326～6.840 m/d，取其水文参数q的平均值，定义孔隙介质的渗透率为k=4.071×10-12m2。砾岩物理力学性质测试实验中得到其孔隙率为18.5%，故数值模型中取孔隙介质的孔隙率为15%。按照现场注浆压力的范围，数值模型中的注浆压力p分别取4，5，6 MPa，根据注浆层位砾岩含水层的埋深情况，模型的静水压力p0取2.0，3.0 MPa。数值模型计算参数及计算工况见表2,3。

表2 数值模型计算参数
Table 2 Calculating parameters of numerical model

水灰比浆液密度/(kg·m-3)浆液黏度/(Pa·s)水密度/(kg·m-3)水黏度/(Pa·s-1)岩体密度/(kg·m-3)1∶11 4600.097 21 0000.0012 710

表3 数值模型计算工况
Table 3 Numerical model calculation conditions

模型类型注浆压力/MPa静水压力/MPa介质渗透率/m2孔隙率/%孔隙介质4,5,62,34.017×10-1215孔隙-单裂隙介质4,5,62,34.017×10-1215

按照上述计算参数表及计算工况表，分别研究2种介质模型中浆液的运移规律。

3.3数值模拟结果及分析

数值模拟结果采用体积分数来表征浆液和地下水在介质中的运移规律。根据计算工况表，2种介质模型中分别模拟了6种工况下浆液的运移特征。

(1)孔隙介质数值模拟结果。

不同工况下浆液的运移规律具有相似性，文中选取注浆压力5 MPa，静水压力2 MPa下浆液的运移形态为例，对孔隙介质中浆液的运移规律进行分析，t为注浆时间，r为浆液在孔隙介质中的扩散半径，如图8所示。从图8可知，浆液在孔隙介质中的运移形态呈明显的轴对称，红色部分代表浆液，蓝色部分代表地下水。注浆初期，浆液以注浆孔为中心向孔隙介质四周呈圆形扩散，随着注浆时间的增加，浆液扩散距离逐渐增大，当注浆达到一定程度时，浆液的扩散逐渐稳定，该工况下，浆液最终的扩散半径稳定值为10.25 m，扩散距离为20.5 m。此时若继续增加注浆时间，浆液的扩散范围有限，注浆难度加大，注浆效果不佳。

图8 注浆压力5 MPa浆液运移形态
Fig.8 Grouting pressure 5 MPa grout migration pattern

为进一步分析不同注浆压力及静水压力对浆液扩散范围的影响，利用文中对不同工况的计算结果，建立各注浆压力下浆液扩散半径随注浆时间变化的曲线，如图9所示。

由图9可知，3种注浆压力下浆液扩散半径随注浆时间的变化曲线类似。随着注浆时间的增加，浆液扩散半径逐渐增大，但增长速率逐渐变缓，最终趋于稳定。对数值计算结果进行统计可知，不同工况下浆液扩散稳定后的扩散半径为10.12～10.44 m。注浆压力越大，浆液扩散达到稳定时所需的时间越短，这是由于较大注浆压力下浆液出现凝结特性的时间较早，较大的注浆压力下，浆液处在一个高压孔隙环境中，相比于常压条件下浆液性能有所不同，高压环境下浆液离析现象明显，水泥浆液中分子间距更小，凝结时间较短。此外，静水压力越大，浆液扩散达到稳定的时间越长，这是因为静水压力越大，其阻碍浆液的能力就越强，浆液达到稳定状态所需的时间就越长。

图9 浆液扩散半径-注浆时间曲线
Fig.9 Grout diffusion radius-grouting time curves

(2)孔隙-单裂隙介质数值模拟结果。

同样地，文中选取注浆压力5 MPa，静水压力2 MPa下浆液运移形态为例，对孔隙-单裂隙介质中浆液的运移规律进行分析，如图10所示。

由图10可得，浆液在孔隙-单裂隙介质中的运移形态沿裂隙方向对称。随着注浆时间的增加，浆液扩散范围逐渐增大。由于裂隙的存在，在整个注浆过程中，浆液在初始时刻通过注浆孔优先进入裂隙通道中，随后通过裂隙通道扩散到孔隙介质中，这是由于浆液流经裂隙通道时所受到的阻力远小于在孔隙介质中受到的阻力，也即浆液总会沿着流通阻力较小的方向扩散。浆液在孔隙介质中存在明显的纵向渗透扩散，且随着注浆时间的增长，纵向扩散距离逐渐增大并最终趋于稳定。注浆压力一定时，随着静水压力的增大浆液扩散相同的距离所需的时间更长，说明静水压力对浆液扩散距离有一定的影响;相同静水压力下，随着注浆压力的增大，浆液扩散相同位置所需的时间越短。此外，相比浆液在无裂隙的孔隙介质的扩散其在孔隙-单裂隙介质中的扩散更为容易，扩散相同的距离所需的时间更短。

图10 注浆压力5 MPa浆液运移形态
Fig.10 Grouting pressure 5 MPa grout migration pattern

为了更清晰的描述浆液的运移距离随注浆时间的变化规律，给出了不同注浆压力下浆液纵向、横向运移距离随注浆时间的变化曲线图，此处的纵向扩散距离代表从注浆孔处沿y轴正向的距离，如图11所示。

图11给出了3种注浆压力下浆液扩散距离随时间的变化规律，由图分析可得，同一工况下，浆液横向扩散距离远大于纵向扩散距离，这是因为裂隙的存在使得浆液优先沿着裂隙方向扩散。浆液纵向和横向的扩散距离随注浆时间的增加逐渐增大，但当注浆时间达到一定时，浆液的扩散距离增长率逐渐减小，也即浆液的扩散距离趋于稳定。不同注浆压力及静水压力下，浆液纵向扩散范围为10.05～10.23 m，浆液横向扩散范围为16.30～16.98 m。注浆压力较小时，静水压力的变化对注浆时间的长短有较大影响，如注浆压力为4 MPa时，2种不同静水压力下浆液扩散相同距离相差的时间为30 h，但当注浆压力较大时，在不同静水压力下扩散相同的距离相差的时间为5 h，这说明注浆压力较大时，静水压力的变化对注浆时间的影响较小。

3.4帷幕墙注浆孔距布置方案

浆液运移规律的研究是帷幕墙注浆孔间距合理布置的依据。文中数值模拟结果显示，不同工况下浆液运移稳定后在孔隙介质中的扩散范围为10.12～10.44 m，在孔隙-单裂隙介质中浆液的纵向扩散范围为10.05～10.23 m，横向扩散范围为16.30～16.98 m。注浆层位的岩体介质类型主要以孔隙介质为主，按照现场注浆压力的范围及数值计算结果，提出帷幕墙注浆工程中注浆孔间距布置为20 m、两排交错布孔、建立有效宽度约为40 m的帷幕墙方案，阻隔帷幕墙外地下水对矿井安全生产的威胁，以期为煤炭深部开采提供地质保障。其中，帷幕注浆钻孔平面布置如图12所示，两排注浆孔中间位置布置有检查孔(JC1,JC2等)，注浆结束后可通过检查孔取芯，检验帷幕注浆效果。

图11 浆液扩散距离随时间变化
Fig.11 Variation of slurry diffusion distance with time

图12 注浆钻孔平面布置示意
Fig.12 Plane layout of grouting boreholes

4帷幕墙体注浆效果分析

4.1物理力学性质对比分析

根据数值计算结果给出注浆孔距的布置方案，注浆结束后进一步对帷幕墙体的注浆效果进行分析，帷幕墙体注浆效果的分析直接关乎后期矿区煤炭的安全开采。对注浆地层进行取样，对试件进行物理力学指标测试，通过分析物理力学指标，确定注浆效果。

注浆结束后，现场通过检查孔对受注地层进行取样，选取部分岩样制作成5个标准实验岩样，对其进行室内物理力学试验。通过对比注浆前后注浆层位岩样的物理力学性质来判断帷幕注浆效果。实验室测试制作的5个标准实验岩样，得到岩样的物理力学参数，取参数的平均值见表4。

表4给出了注浆后注浆层位砾岩岩样的物理力学性质，表1给出了注浆前注浆层位岩样的物理力学性质，对比表1和4的结果可知，注浆后岩样的抗压强度、弹性模量、泊松比及密度均大于注浆前，而注浆

表4 注浆后注浆层位岩样物理力学参数
Table 4 Physical and mechanical parameters of rock samples in grouting horizon after grouting

岩样抗压强度/MPa干燥饱和弹性模量/GPa干燥饱和泊松比干燥饱和密度/(kg·m-3)孔隙率/%砾岩53.232.79.745.810.250.2627104.17

后岩样的孔隙率4.17%小于注浆前的孔隙率18.48%。由此说明，浆液进入到受注地层的孔裂隙中，充填了岩体中的孔隙裂隙，致使岩体密实度增加，进而使得岩体抗压强度增大，注浆改变了受注地层砾岩岩体的物理力学性质。

此外，通过钻孔取芯在砾岩含水层中取到注浆水泥结石体，如图13所示。

图13 注浆水泥结石体
Fig.13 Cement grouting stone body

在实验室中测得饱水状态下注浆水泥结石体的抗压强度平均值为11.2 MPa，饱水状态下注浆后砾岩的抗压强度平均值为32.7 MPa，根据砾岩含水层埋深及水压情况，帷幕墙建设设计要求需满足抵抗4 MPa的水压力，而饱水状态下水泥结石体和注浆后的砾岩抗压强度能够满足帷幕墙建设的强度要求。因此可以判断帷幕注浆形成的墙体强度效果良好，完全满足抵抗墙体两侧水压力的要求。

4.2放水试验对比分析

通过对比1993年与2018年的2次放水试验，得到观测孔水位、降深的变化情况，进一步分析“五含”帷幕墙截流效果。需要说明的是，两次放水试验中的“五含”疏降中心位置不变。

1993年放水试验稳定水量为590 m3/h，“五含”疏降中心水位降约98 m;“四含”疏降中心水位降约14.8 m;太灰水位降约57.7 m;奥灰水位降约12.8 m，各含水层趋于稳定。2018年放水试验稳定的水量为166 m3/h，墙内“五含”水位降约163 m，小幅持续下降;墙外“五含”水位降约10 m，逐渐趋于稳定;“四含”疏降中心水位降约18 m，并趋于稳定;太灰水位降约17.5 m，仅为个别钻孔，其他太灰水位降幅有限，且趋于稳定;奥灰水位最大降深2.182 m。通过对比两次放水试验可知，帷幕墙建造完成后，奥灰水位降速微弱，说明帷幕墙基本阻断墙内“五含”与奥灰含水层之间的水力联系。2018年放水试验中，墙内“五含”疏降中心、墙外“五含”、“四含”、太灰、奥灰含水层最大水位降速分别为49.72,1.07,1.23,0.48,0.14 m/d。墙内“五含”与其他含水层最大水位降速差异巨大，说明帷幕截流效果良好。

综上所述，帷幕墙体注浆效果良好，证明了帷幕墙建设中注浆孔孔间距设计为20 m的合理性。所建帷幕墙能够阻隔墙体外侧地下水对煤炭开采的威胁，为淮北矿区深部煤炭开采提供强有力的地质保障。

5结 论

(1)采用CT扫描技术，得到注浆层位砾岩岩体具有以孔隙为主，裂隙为辅的孔裂隙分布特征，其中砾岩岩体中的孔隙占孔裂隙总体积的69%，裂隙占孔裂隙总体积的31%。通过室内实验得出了注浆前砾岩岩样的抗压强度、弹性模量、孔隙率等物理力学参数，为数值计算与注浆效果检验提供参数。

(2)根据注浆层位砾岩内部的孔裂隙分布特征，建立了孔隙介质与孔隙-单裂隙介质两种数值模型。孔隙介质中，浆液扩散范围随注浆时间的增加而增大，但这种增长的速率逐渐变缓，不同工况下浆液运移稳定后的扩散范围为10.12～10.44 m。

(3)孔隙-单裂隙中，浆液运移形态沿裂隙方向对称。随注浆时间的增加，浆液扩散范围逐渐增大。由于裂隙的存在，在整个注浆过程中，浆液在初始时刻通过注浆孔优先进入裂隙通道中，随后通过裂隙通道扩散到孔隙介质中。不同注浆压力及静水压力下，孔隙-单裂隙介质中浆液的纵向扩散范围10.05～10.23 m，横向扩散范围为16.30～16.98 m。

(4)根据数值计算结果及现场注浆压力的范围，提出了帷幕注浆工程中注浆孔间距布置为20 m、两排交错布孔、建立有效宽度约为40 m的帷幕墙方案。帷幕注浆结束后，采用注浆前后砾岩岩体物理力学性质对比分析与现场放水试验2种方法，验证了帷幕墙截流效果良好，且帷幕墙的建设强度能够满足墙体外侧4 MPa的水压力，证明了注浆孔孔间距设计的合理性。帷幕墙能够消除墙外侧地下水对矿井安全生产的威胁，可为淮北矿区煤炭深部开采提供地质保障。

参考文献 :

[1] 虎维岳.深部煤炭开采地质安全保障技术现状与研究方向[J].煤炭科学技术,2013,41(8):1-5.

HU Weiyue.Study orientation and present status of geological guarantee technologies to deep mine coal mining[J].Coal Science and Technology,2013,41(8):1-5.

[2] 韩磊,陈建生,陈亮.帷幕灌浆扩散半径及数值模拟的研究[J].岩土力学,2012,33(7):2235-2240.

HAN Lei,CHEN Jiansheng,CHEN Liang.Research on diffusion radius and numerical simulation in curtain grouting[J].Rock and Soil Mechanics,2012,33(7):2235-2240.

[3] GOTHALL R,STILLE H.Fracture-fracture interaction during grouting[J].Tunnelling and Underground Space Technology,2010,25:199-204.

[4] 耿耀强,王苏健,邓增社,等.神府矿区大型水库周边浅埋煤层开采水害防治技术[J].煤炭学报,2018,43(7):1999-2006.

GENG Yaoqiang,WANG Sujian,DENG Zengshe,et al.Water disaster prevention and control technology in shallow coal seam around the large reservoir in Shenfu coal mine[J].Journal of China Coal Society,2018,43(7):1999-2006.

[5] TAKANO S,HAYASHI K,ZEN K,et al.Controlled curved drilling technique in the permeation grouting method for improvement works of an airport in operation[J].Advances in Transportation Geotechnics 3.The 3rd International Conference on Transportation Geotechnics(ICTG 2016),2016,143:539-547.

[6] 王国际.注浆技术理论与实践[M].徐州:中国矿业大学出版社,2000:98-116.

[7] 张庆松,张连震,刘人太,等.基于“浆-土”界面应力耦合效应的劈裂注浆理论[J].岩土工程学报,2016,38(2):323-330.

ZHANG Qingsong,ZHANG Lianzhen,LIU Rentai,et al.Split grouting theory based on slurry-soil coupling effects[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2016,38(2):323-330.

[8] 李鹏,张庆松,张霄,等.基于模型试验的劈裂注浆机制分析[J].岩土力学,2014,35(1):3221-3230.

LI Peng,ZHANG Qingsong,ZHANG Xiao,et al.Analysis of fracture grouting mechanism based on model test[J].Rock and Soil Mechanics,2014,35(1):3221-3230.

[9] PINTO A,TOMASIO R,MARQUES G.Ground improvement with jet grouting solutions at the new cruise terminal in Lisbon,Portugal[J].Procedia Engineering,2016,143:1495-1502.

[10] AMADEI B,SAVAGE W Z.An analytical solution for transient flow of bingham viscoplastic materials in rock fractures[J].International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences,2001,38:285-296.

[11] 湛铠瑜,隋旺华,高岳.单一裂隙动水注浆扩散模型[J].岩土力学,2011,32(6):1659-1664.

ZHAN Kaiyu,SUI Wanghua,GAO Yue.A model for grouting into single fracture with flowing water[J].Rock and Soil Mechanics,2011,32(6):1659-1664.

[12] 张改玲,湛铠瑜,隋旺华.水流速度对单裂隙化学注浆浆液扩散影响的试验研究[J].煤炭学报,2011,36(3):403-406.

ZHANG Gailing,ZHAN Kaiyu,SUI Wanghua.Experimental investigation of the impact of flow velocityon grout propagation during chemical grouting into a fracture with flowing water[J].Journal of China Coal Society,2011,36(3):403-406.

[13] 李术才,张霄,张庆松.地下工程涌突水注浆止水浆液扩散机制和封堵方法研究[J].岩石力学与工程学报,2011,30(11):2377-2395.

LI Shucai，ZHANG Xiao，ZHANG Qingsong，et al.Research on mechanism of grout diffusion of dynamic grouting and plugging method in water inrush of underground engineering[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2011,30(11):2377-2395.

[14] 李术才,刘人太,张庆松,等.基于黏度时变性的水泥-玻璃浆液扩散机制研究[J].岩石力学与工程学报,2013,32(12):2415-2421.

LI Shucai,LIU Rentai,ZHANG Qingsong,et al.Research on C-S slurry diffusion mechanism with time-dependent behavior of viscosity[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2013,32(12):2415-2421.

[15] 李术才,孙子正,刘人太,等.基于裂隙动水注浆的水泥-水玻璃浆液相界面特征研究[J].岩石力学与工程学报,2013,32(8):1640-1646.

LI Shucai，SUN Zizheng，LIU Rentai,et al.Research on phase interface characteristics of chement-silicate grout based on crack grouting with dynamic water[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2013,32(8):1640-1646.

[16] 刘人太.水泥基速凝浆液地下工程动水注浆扩散封堵机理及应用研究[D].济南:山东大学,2012.

LIU Rentai.Study on diffusion and plugging mechanism of quick setting cement based slurry in underground dynamic water grouting and its application[D].Jinan:Shandong University,2012.

[17] 冯志强.破碎煤岩体化学注浆加固材料研制及渗透扩散特性研究[D].北京:煤炭科学研究总院,2007.

FENG Zhiqiang.Material development and research of osmosis and diffusion on chemical grouting for extraordinary cracked coal and rockmass[D].Beijing:China Coal Research Institute,2007.

[18] 刘鹏飞,梁树文,郑亮亮.帷幕注浆加固法在高含水率黄土隧道中的应用[J].地下空间与工程学报,2018,14(4):1137-1144.

LIU Pengfei,LIANG Shuwen,ZHENG Liangliang.Application of curtain grouting reinforcement technique in tunnel with high water content loess stratum[J].Chinese Journal of Underground Space and Engineering,2018,14(4):1137-1144.

[19] 张民庆,张文强,孙国庆.注浆效果检查评定技术与应用实例[J].岩石力学与工程学报,2006,25(S2):3909-3918.

ZHANG Minqing,ZHANG Wenqiang,SUN Guoqing.Evaluation technique of grouting effect and its applicationg engineering[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2006,25(S2):3909-3918.

[20] 王强,冯志强,王理想,等.裂隙岩体注浆扩散范围及注浆量数值模拟[J].煤炭学报,2016,41(10):2588-2595.

WANG Qiang,FENG Zhiqiang,WANG Lixiang,et al.Numerical analysis of grouting radius and grout quantity in fractured rock mass[J].Journal of China Coal Society,2016,41(10):2588-2595.

[21] 刘健,刘人太,张霄,等.水泥浆液裂隙注浆扩散规律模型试验与数值模拟[J].岩石力学与工程学报,2012,31(12):2445-2452.

LIU Jian,LIU Rentai,ZHANG Xiao,et al.Diffusion law model test and numerical simulation of cement fracture groution[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2012,31(12):2445-2452.

[22] 李海燕,张红军,李术才,等.断层滞后型突水渗-流转化机制及数值模拟研究[J].采矿与安全工程学报,2017,34(2):323-329.

LI Haiyan,ZHANG Hongjun,LI Shucai,et al.The seepage-flowing conversion mechanism of the fault lagging water inrush and its numerical simulation[J].Journal of Mining and Safety Engineering,2017,34(2):323-329.

[23] 朱冠宇,姜波,朱慎刚.朱仙庄煤矿“五含”水文地质特征及水害防治对策[J].煤田地质与勘探,2018,46(2):111-117.

ZHU Guanyu,JIANG Bo,ZHU Shengang.Hydrogeological characteristics and prevention countermeasures of “Fifth aquifer” in Zhuxianzhuang Coal Mine[J].Coal Geology & Exploration,2018,46(2):111-117.

[24] 张丁阳.裂隙岩体动水注浆扩散多场耦合机理研究[D].徐州:中国矿业大学,2018.

ZHANG Dingyang.Investigation on coupling mechanism of multi-fields for grouting diffusion in fractured rock mass with flowing water[D].Xuzhou:China University of Mining and Technology,2018.

[25] 孔祥言.高等渗流力学[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2010.